Osmoza je proces u kojem tekućina prolazi kroz polupropusnu membranu, krećući se od područja u kojem je otopljena tvar kao što je sol prisutna u niskim koncentracijama do područja u kojoj je otopljena tvar prisutna u visokim koncentracijama. Krajnji rezultat osmoze, osim vanjskih čimbenika, bit će jednake količine tekućine s obje strane barijere, stvarajući stanje koje je poznato kao “izotonično”. Tekućina koja se najčešće koristi u demonstracijama osmoze je voda, a osmoza s raznim tekućim otopinama ključna je za svaki živi organizam na Zemlji, od ljudi do biljaka.
Postoje neki ključni pojmovi vezani uz osmozu koje bi moglo biti korisno znati kada razmišljate o tome kako osmoza funkcionira. Tekućina koja prolazi kroz membranu poznata je kao otapalo, dok je otopljena tvar u tekućini otopljena tvar. Zajedno, otapalo i otopljena otopljena tvar čine otopinu. Kada otopina ima niske razine otopljene tvari, smatra se hipotoničnom, dok se otopine s visokim razinama otopljene tvari nazivaju hipertoničnom.
U klasičnom primjeru osmoze, biljke koriste osmozu za apsorpciju vode i hranjivih tvari iz tla. Otopina u korijenu biljaka je hipertonična, upija vodu iz okolnog hipotoničnog tla. Korijenje je dizajnirano kao selektivno propusne membrane koje propuštaju ne samo vodu, već i neke korisne otopljene tvari, kao što su minerali potrebni biljci za preživljavanje. Osmoza također igra ključnu ulogu u biljnim i životinjskim stanicama, s tekućinama koje teče u i iz stanične stijenke kako bi donijele hranjive tvari i iznijele otpad.
Tekućina prolazi i unutar i iz polupropusne membrane u osmozi, ali obično postoji neto strujanje u jednom ili drugom smjeru, ovisno o tome na kojoj strani membrane je veća koncentracija otopljenih tvari. Moguće je promijeniti proces osmoze stvaranjem tlaka u hipertoničnoj otopini. Kada tlak postane toliko intenzivan da otapalo iz hipotonične otopine ne može proći kroz membranu, to je poznato kao osmotski tlak, i spriječit će postizanje izotoničnog stanja.
Načela koja su u osnovi osmoze ključna su za razumijevanje širokog spektra koncepata. Na primjer, ponekad fatalno zdravstveno stanje poznato kao trovanje vodom javlja se kada ljudi piju veliku količinu vode vrlo brzo, uzrokujući razrjeđivanje vode koja slobodno teče kroz njihova tijela. Ova razrijeđena otopina je sposobna progurati stanične membrane, zahvaljujući osmozi, i može uzrokovati eksploziju stanica dok se šire kako bi primile vodu. Suprotno tome, kada ljudi postanu dehidrirani, stanice se skupljaju i umiru jer voda koja slobodno teče u tijelu postaje visoko koncentrirana s otopljenim tvarima, uzrokujući da voda istječe iz stanica u pokušaju da dosegne izotonično stanje.